变频器在电机拖动及其控制领域的应用分析

变频器在电机拖动及其控制领域的应用分析

郭晓迪

(格力电器股份有限公司广东珠海519000)

摘要：随着国家经济的快速发展，人们的生活水平也不断地提高，国家的工业化，城镇化得到了前所未有的进步。各种电力，电器的产生在给人们的生产生活带来便利的同时，也对我国的电力的产生和供应提出了挑战，人们对电力的需求增加，促使我国电力行业需要不断的进行改革，以增调速加发电的效率和数量。在大力发展电力的同时，寻求更高端有效的电力供应更显得尤为重要，居民住户，工厂企业对于电力的需求都不相同，怎样科学的对电力进行分配供应，在满足人们的基础电力需求外，做到不浪费，高效合理。变频器是电力系统的常用设备，通过变频器将提供各个企业工厂所需的电源电压，变频器通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的，从而进行进一步的调速和节能。变频器同时可以通过变频调速技术对电机进行拖动，变频器能够最大限制的拖动多个电机，从而达到更大的效率。

关键词：变频器；电机拖动；控制领域；应用

引言

变频器是目前工业生产与生活当中最为常见的电力设备，具有稳定性强、启动平稳、调速能力强、精准度高等优势，作为节能调速设备活跃与应用。变频器不但能够进行无级调速，在负荷出现差异的情况下，能够有效减少运行故障，提高运行效率，做到高节能、高精度、高安全性等优势，在工厂生产、矿场生产等工作中，较为常用的变频器使用方法，是对多台电机进行拖动，提高了拖动效率，在电机功率相同且较小的情况下完成拖动，进行生产。

1变频器的作用及工作原理

变频器完美的将工作频率转化为各种频率的交感电源，以保证变速电机的正常运行。变频器主要有两方面的作用，直接作用主要是通过对电机的电压和频率的调节，从而使电机的速度可以在一定范围内无限调节。间接作用主要有节能节点，提高生产的自动化水平。节能节电表现在利用变频调速，对风机，泵类等设备的传入传出流量进行适当的调节，一方面达到电机的多个基本要求，另一方面更最要的是降低电耗。变频器的工作原理只要是通过主电路给各个次级电路提供调频调压后的电力。主路电路主要有电压型变频器和电流型变频器，变压型是将电压源的直流交换变为交流的变频器，电流型是将电流源直流变换为交流的变频器。变频器主要由整流器，平波回路，逆变器三部分组成，整流器将工作频率的变换为直流，将直流电压在变流器和逆变器中产生的电压波动称为平波回路，逆变器是将直流功率变为交感功率的场所。

2变频器的使用误区与解决方法

2.1变频器节能效果高，能够节省大部分电能

虽然变频器具有节约能源的功能，但其节能能力是相对而言的，其节能能力有一定的限制，且由于交流电机具有一定的机械负载差别，在电机应用过程中，并非所有的电机都可以进行变频器调节，其调节能力受到技术限制，并非是节能降耗的“万能法”。某水泥厂对变频器的使用不够了解，认为变频器可以大量节省电能，投资大量资金将所有的设备均改装为变频器，但事实证明并无明显得节能优势，但使用过程中对散热、风量等需求增加，导致使用和生产受到巨大的影响。因此在选择和使用变频器时，应注意变频器选择的功率和数量，不可过多购买导致设备闲置，造成浪费，应严格按照规定和规范进行使用，不可强力拆卸和更改。

2.2变频器“大材小用”

许多厂家在了解变频器的应用优势后，在不需要或不具备相关配套设施的情况下进行变频器的改革和使用，使得许多交流电动机在功率不够的情况下采用变频器进行调速使用，此类方法虽然在一定程度上取得了生产和节能效果，但不可过分、大面积应用，尤其在电机的使用设备与变频器的设备功率不相匹配的情况下，盲目安装和更换变频器或电机，会直接影响电机的稳定性与安全性。某建材工厂采用水电供应系统，其电机为37kw,在未进行实际考察与计算的情况下安装了变频器，安装后原电机由于缺相烧毁，即进行了45kw电机的改装，但改装后的电力并未得到有效节约，反而造成用电量增加，造成更高的能耗。应在计算和归纳实际应用需求与问题后，及时的更换和革新设备，使变频器与电机设备相匹配，从而在正常生产与工作的情况下，得到电力使用最优的效果，保障变频器与电机的使用安全。

2.3过分选用价格低廉的变频器

变频器虽然具有极高的应用优势与节能优势，但不同生产工艺与技术能力所生产的变频器也具有极大的不同，许多厂家在选择变频器时过分关注其价格，选择价格低廉的低质变频器甚至是未达到国家相应指标的“山寨”变频器进行生产，其主要缺陷在于，变频器的使用污染与使用风险极大的增加，无法有效开展变频器的使用优势，造成生产延误或生产设备损坏。某水泥厂购买一台无质量保障的“变频器”，该变频器在使用过程中导致袋收尘器的脉冲反吹系统失灵，无法工作，直到该厂家更换另一款价格相对昂贵的变频器，该问题才得到解决。可见工业生产厂家在进行变频器的选择时，首先要关注变频器的质量与功能，其次才是价格差异，才能够保证变频器的使用效果与使用寿命。

3变频调速技术在电机拖动中的应用

随着科学技术的不断发展，在人们的日常生产生活中，变频调速技术得到了广泛，普遍的应用，到目前为止，变频调速技术已经出现了多种控制方式。例如直接转矩控制，是一种变频器控制三相马达转矩的方式，转矩为中心来进行综合控制，矢量控制等等，矢量控制就是将磁链与转矩解耦，有利于分别设计两者的调节器，以实现对交流电机的高性能调速。这两种控制方式运用最为广泛。变频调速技术的合理应用主要表现在以下两方面，一是无功补偿原理的作用，二是变频器负载的标准，无功补偿，是指在电网中安装无功补偿设备，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，从而可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗。变频器属于半导体，半导体的发热时间往往较短，如果超过规定的温度，就会带来较大的问题，要严格规定负载的条件及标准。变频调速技术在电机拖动中的应用论述于以下:具体来说，电机拖动是用电动机作为原动机来拖动生产机械的拖动方式。由电动机，工作机构，控制设备及电源四部分组成。主要内容包括直流电机的动态，静态特点，电机系统的运动方式，变压器等等。通过近几年来的实践证明变频器系统具有广泛的应用范围，调速范围较大，能够更好的改善电机各个方面，有效高效的应用于电机拖动中，使电机的拖动更加便捷，高效，效率提高。使用方式也简单方便，只需掌握调节电压和输出频率的关系，就可以更好的将变频调速技术运用于电机的拖动。

结语

变频调速技术在电机拖动技术中的广泛应用有较大的价值和益处，但是还是有一定的误区和技术上的难处，只要我们技术的不断发展，变频器在电机拖动及其控制领域的应用就会发展的更好。

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